-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlagenverwaltungseinheit, welche den Fertigungsstatus von mehreren Fertigungsanlagen verwaltet, und ein Produktionssystem umfassend die Anlagenverwaltungseinheit.
-
Beschreibung des Stands der Technik
-
In einer Fertigungsfabrik sind mehrere Maschinen wie Werkzeugmaschinen und Roboter ordnungsgemäß angeordnet, um eine Fertigungsanlage eines Linienproduktionssystems oder eines Zellenproduktionssystems, das heißt eine Fertigungslinie oder eine Fertigungszelle, zu bilden. In jeder Fertigungsanlage werden Teile mit verschiedenen Maschinen bearbeitet oder geschweißt. Die Maschinen, welche die Fertigungsanlage darstellen, sind als Reaktion auf eine Fertigungsanweisung von einem Verwaltungscomputer in Betrieb, der eine mit jeder der Maschinen verbundene Steuerung verwaltet. Der Verwaltungscomputer verwaltet einen Fertigungsprozess, die Teilequalität, die Sicherheit usw., während Fertigungsinformationen umfassend einen Maschinenstatus und ein Produktionsvolumen von der Fertigungsanlage erfasst werden.
-
In einer herkömmlichen Fertigungsfabrik wird Nachschub umfassend Werkstücke, Werkzeuge und Öle für das Fertigen von Teilen in Fertigungsanlagen für die entsprechenden Fertigungsanlagen verwaltet. Ein Bediener versorgt die Fertigungsanlage rechtzeitig mit Nachschub. Wenn aber in der Fertigungsanlage gespeicherter Nachschub während der Fertigung von Teilen nicht zur Verfügung steht, wird die Fertigung unterbrochen, was die Produktivität verringert. Daher wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, um einen Bediener schnell über den Bedarf eines Versorgens mit Nachschub zu informieren.
-
Beispielsweise offenbart die japanische ungeprüfte Patentschrift (Kokai)
JP H07 - 105 285 A (nachfolgend als Patentliteratur 1 bezeichnet) ein zum Sammeln von Daten über die Betriebsstatus von Maschinen in Echtzeit und Berechnen von Betriebsgeschwindigkeiten, Fehlerraten und Gesamtausrüstungseffizienz der Maschinen aus den Daten ausgebildetes Fertigungslinien-Betriebsstatusüberwachungssystem Ferner hat das System die Funktion des Ermittelns der Verschleißgrade von Maschinenteilen entsprechend beispielsweise der Betriebszeit von Maschinen und der Anzahl von bearbeiteten Teilen und der Ausgabe einer Anweisung zum Wechseln von Teilen an einen Bediener.
-
Die japanische ungeprüfte Patentschrift (Kokai)
JP 2001 - 350 510 A (nachfolgend als Patentliteratur 2 bezeichnet) offenbart ein Werkzeugmaschinen-Instandhaltungs-/Verwaltungssystem, das Daten zu den Betriebsstatus von Maschinen empfängt, den Verschleißgrad der Maschinen auf der Basis der Daten auswertet, die ausgewerteten Verschleißgrade in einem Speicher speichert und gemeinsam die Verschleißgrade der Maschinen verwaltet.
-
Die japanische ungeprüfte Patentschrift (Kokai)
JP 2005 - 258 585 A (nachfolgend als Patentliteratur 3 bezeichnet) offenbart ein zum automatischen Vorhersagen des Verschleißzeitraums eines Maschinenteils entsprechend einem Maschinenzustand und automatischen Ermitteln der Zeitabfolge der Bestellung auf der Basis des Verschleißzeitraums ausgebildetes automatisches Teilebestellsystem.
-
Die japanische ungeprüfte Patentschrift (Kokai)
JP 2004 - 287 785 A (nachfolgend als Patentschrift 4 bezeichnet) offenbart ein Anlagen-Instandhaltungs-/Verwaltungssystem, das in einem Speicher Fertigungsanlageninformationen umfassend einen Instandhaltungsplan, ein Budget, Kosten und ein Bestand von Teilen speichert und eine Fertigungsanlage auf der Basis der gespeicherten Informationen instand hält.
-
Die japanische ungeprüfte Patentschrift (Kokai)
JP 2011 - 186 910 A (nachfolgend als Patentliteratur 5 bezeichnet) offenbart ein zum Speichern der Lebensdauer-Werkzeugnutzungszahl von jeder Produktionslinie und Angeben, dass ein Werkzeug das Ende der Lebensdauer erreicht hat, wenn die Gesamtzahl der Nutzung des Werkzeugs die Lebensdauer-Werkzeugnutzungszahl erreicht, ausgebildetes Werkzeuglebensdauer-Verwaltungssystem.
-
In einer herkömmlichen Fertigungsfabrik werden aber Informationen zum für die Fertigung von Teilen in den Fertigungsanlagen erforderlichen Nachschub für jede der Fertigungsanlagen verwaltet, wobei die Informationen beispielsweise die Bestandsstatus, die Verbrauchsstatus und die Lebensdauer des Nachschubs umfassen. Die Informationen zum Nachschub werden aber nicht zwischen den Fertigungsanlagen geteilt. Somit ist in der gesamten Fertigungsfabrik nicht bekannt, welche der Fertigungsanlagen bevorzugt mit Nachschub versorgt werden muss.
-
Ferner weisen die in Patentliteratur 1 bis 5 offenbarten Erfindungen die folgenden Probleme auf:
- Die in Patentliteratur 1 offenbarte Erfindung umfasst keine Mittel zum Teilen von Informationen zwischen Fertigungsanlagen oder Mittel zum Ermitteln der Priorität des Versorgens von Fertigungsanlagen mit Verbrauchsmaterial. Somit können die Fertigungsanlagen nicht effizient mit Nachschub versorgt werden.
-
Ferner weisen die in Patentliteratur 2 und Patentliteratur 3 offenbarten Erfindungen keine Funktion zum Ermitteln der Priorität des Transports von Nachschub zu Fertigungsanlagen während des Versorgens mit Nachschub auf. Somit können die Fertigungsanlagen nicht effizient mit Nachschub versorgt werden.
-
Bei der in Patentliteratur 4 offenbarten Erfindung wird die Fertigungsanlage auf der Basis der vorhergehenden Ergebnisinformationen instandgehalten. Das heißt die Erfindung weist kein Mittel zum Sammeln von Informationen zum Nachschub von Fertigungsanlagen in Echtzeit auf. Dies verhindert eine korrekte Vorhersage einer Knappheit an Nachschub.
-
Bei der in Patentliteratur 5 offenbarten Erfindung werden Informationen zum Nachschub nicht zwischen mehreren Fertigungsanlagen geteilt, was zu Schwierigkeiten beim Ermitteln der Fertigungsanlage führt, die bevorzugt mit Nachschub zu versorgen ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung stellt eine Anlagenverwaltungseinheit, die effizient alle Fertigungsanlagen mit Nachschub in einer Fertigungsfabrik versorgt, und ein Produktionssystem bereit.
-
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Anlagenverwaltungseinheit gemäß des unabhängigen Anspruchs 1 bereit.
-
Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind durch die abhängigen Ansprüche bereitgestellt.
-
Ein zweiter Aspekt stellt ein Produktionssystem gemäß dem Anspruch 6 bereit.
-
Ein dritter Aspekt stellt eine Anlagenverwaltungseinheit gemäß dem unabhängigen Anspruch 7 bereit.
-
Figurenliste
-
Eine ausführliche Beschreibung einer typischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt erläutert die Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung.
- 1 zeigt ein Blockdiagramm zur schematischen Darstellung eines Produktionssystems umfassend eine Anlagenverwaltungseinheit gemäß einer Ausführungsform.
- 2 zeigt schematisch von der Anlagenverwaltungseinheit von 1 angegebene Transportwege zu Transportanlagen.
- 3 zeigt ein Fließbild zur Darstellung eines Teils des Verfahrens der in 1 dargestellten Anlagenverwaltungseinheit.
- 4 zeigt ein Fließbild zur Darstellung des anderen Teils des Verfahrens der in 1 dargestellten Anlagenverwaltungseinheit.
-
Ausführliche Beschreibung
-
Nachfolgend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Bezugszeichnungen sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zum besseren Verständnis sind die Maßstäbe der Zeichnungen gegebenenfalls unterschiedlich. Die dargestellte Ausführungsform ist rein exemplarisch und schränkt die vorliegende Erfindung nicht ein.
-
1 zeigt ein Blockdiagramm zur schematischen Darstellung eines Produktionssystems umfassend eine Anlagenverwaltungseinheit gemäß der Ausführungsform.
-
Gemäß 1 umfasst ein Produktionssystem 10 mehrere Fertigungsanlagen 11, eine Transportanlage 12, eine Speicheranlage 13 eine Anlagenverwaltungseinheit 14 und eine Produktionsplanungsvorrichtung 15.
-
Die Fertigungsanlagen 11, die Transportanlage 12 und die Speicheranlage 13 sind in einer Fertigungsfabrik 16 zum Fertigen von Teilen angeordnet, während die Anlagenverwaltungseinheit 14 und die Produktionsplanungsvorrichtung 15 in einem anderen Gebäude als eine Fertigungsfabrik 16 angeordnet sind. Die Anlagenverwaltungseinheit 14 kann beispielsweise in einem anderen Gebäude am Standort der Fertigungsfabrik 16, welche die Fertigungsanlagen 11 und die Speicheranlage 13 umfasst, angeordnet sein. In diesem Fall sind die Fertigungsanlagen 11, die Transportanlage 12 und die Speicheranlage 13 vorzugsweise mit der Anlagenverwaltungseinheit 14 verbunden, um beispielsweise über ein Intranet 17 miteinander kommunizieren.
-
Die Fertigungsplanungsvorrichtung 15 kann beispielsweise in einem Büro außerhalb der Fertigungsfabrik 16 angeordnet sein. Insbesondere ist die Produktionsplanungsvorrichtung 15 vorzugsweise ein Cloudcomputer. In diesem Fall sind die Anlagenverwaltungseinheit 14 und die Produktionsplanungsvorrichtung 15 vorzugsweise verbunden, um beispielsweise über das Internet 18 miteinander zu kommunizieren. Ferner erstellt die Produktionsplanungsvorrichtung 15 im Büro vorzugsweise einen Teileproduktionsplan für jede der Fertigungsanlagen 11 und verwaltet die Fertigungsstatus der Fertigungsanlagen 11.
-
Die Fertigungsanlage 11 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Gruppe von flexibel kombinierten Maschinen zum Fertigen von Teilen. Beispielsweise kann die Fertigungsanlage 11 eine Fertigungsanlage eines Linienproduktionssystems oder eines Zellenproduktionssystems, das heißt einer Fertigungslinie oder einer Fertigungszelle, sein. Wie in 1 dargestellt besteht die Fertigungsanlage 11 aus n Maschinen 19 –1 bis 19-n (wobei n eine natürliche Zahl ist). Die Zahl von Maschinen in der Fertigungsanlage 11 ist in der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt. Die Fertigungsanlage 11 kann wenigstens eine Maschine umfassen, in der Nachschub verwendet wird. Der Nachschub wird später behandelt.
-
Die Maschinen 19-1 bis 19-n können aus den folgenden Maschinen gewählt werden: eine NC-Werkzeugmaschine, ein Industrieroboter, ein Messinstrument, ein Prüfgerät, eine Pressmaschine, ein Drucker, eine Druckgießmaschine, eine Spritzgießmaschine, eine Lebensmittelmaschine, eine Verpackungsmaschine, eine Schweißmaschine, eine Waschmaschine, eine Beschichtungsmaschine, eine Montagevorrichtung, ein Montiergerät, eine Holzbearbeitungsmaschine, eine Versiegelungsvorrichtung und eine Schneidmaschine. Die Fertigungsanlage 11 der vorliegenden Ausführungsform kann beispielsweise eine Fertigungslinie oder eine Fertigungszelle sein, die eine Spritzgießmaschine, eine NC-Werkzeugmaschine und ein Industrieroboter umfasst. Jede der Maschinen 19-1 bis 19-n umfasst einen Speicher, beispielsweise ein ROM (Read-Only Memory) oder ein RAM (Random Access Memory), eine CPU (Central Processing Unit) und eine Kommunikationseinheit (nicht dargestellt). Die Kommunikationseinheit steuert den Austausch von Informationen mit einer ersten Kommunikationsvorrichtung 20 in der Anlagenverwaltungseinheit 14.
-
Die Speicheranlage 13 ist eine Anlage, die Nachschub für die Fertigungsanlage 11 speichert, beispielsweise durch eine automatisierte Speicherung. Der Nachschub umfassend Werkstücke (bearbeitete Teile), Werkzeuge und Öle in einem Behälter wird zum Fertigen von Teilen in den Fertigungsanlagen 11 verwendet. Die Transportanlage 12 kann Nachschub zwischen der Speicheranlage 13 und den Fertigungsanlagen 11 transportieren. Die Transportanlage 12 ist beispielsweise ein Transportroboter, ein Automated Guided Vehicle (AGV) oder ein unbemanntes Luftfahrzeug.
-
Die Anlagenverwaltungseinheit 14 umfasst einen Computer mit CPU, ROM, RAM und einer Kommunikationssteuereinheit. Die Anlagenverwaltungseinheit 14 überträgt einzelne Betriebsbefehle an die Maschinen der Fertigungsanlagen 11 gemäß einer Produktionsplanungsanweisung von der Produktionsplanungsvorrichtung 15. Die Maschinen der Fertigungsanlagen 11 werden gemäß den Betriebsbefehlen betrieben. Beispielsweise wird die Zahl der von jeder der Fertigungsanlagen 11 pro Tag zu fertigenden Teile der Anlagenverwaltungseinheit 14 von der Produktionsplanungsvorrichtung 15 angegeben. In diesem Fall berechnet die Anlagenverwaltungseinheit 14 eine Taktzeit für jede der Fertigungsanlagen 11 auf der Basis der angegebenen Zahl von zu fertigenden Teilen und überträgt einen Maschinenbetriebs-Startbefehl oder Maschinenbetriebs-Stoppbefehl als einen Betriebsbefehl an die Maschinen der Fertigungsanlagen 11 auf der Basis der Taktzeit.
-
Ferner verwaltet die Anlagenverwaltungseinheit 14 gemeinsam die Verbrauchsstatus von Nachschub für die Fertigungsanlagen 11, so dass bevorzugt die zu versorgende Fertigungsanlage 11 mit Nachschub versorgt wird.
-
Insbesondere umfasst die Fertigungsanlage 11 einen Speicherteil, der Nachschub wie Werkstücke, Werkzeuge und Öle in einem Behälter speichert. Der Speicherteil kann beispielsweise eine Werkstück-Zuführvorrichtung, ein automatischer Werkzeugwechsler oder eine Ölversorgung sein. Die Maschinen der Fertigungsanlagen 11 werden automatisch mit dem Nachschub sequentiell vom Speicherteil gemäß den Verbrauchsstatus des Nachschubs für die Fertigungsanlagen 11 versorgt. Ferner weist die Fertigungsanlage 11 einen funktionalen Teil auf, der die Verbrauchsstatus von Nachschub überwacht und speichert. Der funktionale Teil kann beispielsweise einen Sensor und einen Speicher umfassen. Die Anlagenverwaltungseinheit 14 erfasst die Verbrauchsstatus von Nachschub vom Sensor und Speicher in Echtzeit.
-
Nachfolgend ist die Anlagenverwaltungseinheit 14 der vorliegenden Ausführungsform ausführlich beschrieben.
-
Wie in 1 dargestellt umfasst die Anlagenverwaltungseinheit 14 der vorliegenden Ausführungsform die erste Kommunikationsvorrichtung 20, eine zweite Kommunikationsvorrichtung 21, einen Anlageninformations-Sammelteil 22, einen Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23, einen Bestandsinformations-Verifizierungsteil 24, einen Transportbefehlsteil 25 und einen Speicherteil 26. In Bezug auf die erste Kommunikationsvorrichtung 20, die zweite Kommunikationsvorrichtung 21, den Anlageninformations-Sammelteil 22, den Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23, den Bestandsinformations-Verifizierungsteil 24, den Transportbefehlsteil 25, den Speicherteil 26 usw. können die folgenden Funktionen und Betriebsvorgänge durch von der CPU ausgeführte Programme umgesetzt werden, wobei die Programme im ROM eines als die Anlagenverwaltungseinheit 14 dienenden Computer gespeichert werden.
-
Die erste Kommunikationsvorrichtung 20 kann die einzelnen Betriebsbefehle an die Fertigungsanlagen 11 über das Intranet 17 gemäß einer Produktionsplanungsanweisung von der Produktionsplanungsvorrichtung 15 übertragen. Ferner kann die erste Kommunikationsvorrichtung 20 Betriebsinformationen zu den Fertigungsanlagen 11 für die entsprechenden Betriebsbefehle über das Intranet 17 empfangen.
-
Die Betriebsinformationen zu den Fertigungsanlagen 11 umfassen Echtzeit-Betriebsstatus der Fertigungsanlagen 11, beispielsweise eine Maschinenbetriebszeit, eine Maschinenstoppzeit, eine Taktzeit und ein Produktionsvolumen. Die Betriebsinformationen umfassen den Fortschritt der Bearbeitung als Reaktion auf den Betriebsbefehl oder den Fortschritt eines Bearbeitungsprogramms.
-
Ferner kann die erste Kommunikationsvorrichtung 20 einen Bestandsinformations-Ausgabebefehl an die Speicheranlage 13 über das Intranet 17 übertragen und einen Transportstatus-Ausgabebefehl an die Transportanlage 12 übertragen. Die erste Kommunikationsvorrichtung 20 kann Nachschubinformationen zu den Verbrauchsstatus von Nachschub von den Fertigungsanlagen 11 empfangen, Bestandsinformationen zu Nachschub von der Speicheranlage 13 empfangen und einen Transportstatus von der Transportanlage 12 über das Intranet 17 empfangen.
-
Die Nachschubinformationen umfassen die Zahl von in jeder der Fertigungsanlagen 11 gespeichertem Nachschub (nachfolgend als die Zahl von Nachschub auf Lager bezeichnet) und die Verbrauchsgeschwindigkeit von Nachschub. Diese Informationen beziehen sich beispielsweise auf Arten, Gewichte und Größen von Nachschub. Die Verbrauchsgeschwindigkeit von Nachschub gibt die Zahl von verbrauchtem Nachschub an, wenn eine vorgegebene Zahl von Teilen in den Fertigungsanlagen 11 gefertigt wird. Beispielsweise ist ein bestimmtes Werkzeug nicht mehr verwendbar, wenn 200 Teile gefertigt wurden. Somit weist solch ein Werkzeug eine Verbrauchsgeschwindigkeit von 1/200 auf. Das heißt ein Werkzeug wird für die Fertigung von 200 Teilen verbraucht.
-
Die Bestandsinformationen zu Nachschub beziehen sich auf die Arten und Bestandsmengen von in der Speicheranlage 13 gespeichertem Nachschub.
-
Der Transportstatus enthält Informationen zur aktuellen Position der Transportanlage 12, zum Vorhandensein oder Fehlen von Nachschub auf der Transportanlage 12 und zu den Arten von Nachschub.
-
Die zweite Kommunikationsvorrichtung 21 kann beispielsweise die Produktionsplanungsanweisung von der Produktionsplanungsvorrichtung 15 über beispielsweise das Internet 18 empfangen. Die zweite Kommunikationsvorrichtung 21 kann ebenfalls an die Produktionsplanungsvorrichtung 15 ein Ermittlungsergebnis dazu, ob ein Versorgen erforderlich ist oder nicht, vom Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 und einen vom Bestandsinformations-Verifizierungsteil 24 verifizierten Nachschub-Bestandsstatus übertragen.
-
Der Anlageninformations-Sammelteil 22 sammelt die Nachschubinformationen zu den Fertigungsanlagen 11 und die Betriebsinformationen zu den Fertigungsanlagen 11 in Echtzeit und speichert die Informationen im Speicherteil 26. Die Nachschubinformationen und Betriebsinformationen werden wie zuvor beschrieben gesammelt.
-
Der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 entscheidet, ob die Fertigungsanlagen 11 ein Versorgen mit Nachschub brauchen, auf der Basis der gesammelten Nachschubinformationen zu den Fertigungsanlagen 11; währenddessen ermittelt der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 die Reihenfolge der Versorgung aller Fertigungsanlagen 11, bei denen er zur Beurteilung kommt, dass sie ein Versorgen mit Nachschub brauchen. Ferner speichert der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 die ermittelte Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub im Speicherteil 26.
-
Wie zuvor beschrieben umfassen die Nachschubinformationen zu den Fertigungsanlagen 11 die Zahl von Nachschub auf Lager in jeder der Fertigungsanlagen 11 und die Verbrauchsgeschwindigkeit von Nachschub in jeder der Fertigungsanlagen 11. Die Informationen werden verwendet, wenn der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 die Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub ermittelt.
-
Beispielsweise wird angenommen, dass drei Fertigungsanlagen a, b und c zum Fertigen eines Produkts s in einer Fertigungsfabrik errichtet sind und die Reihenfolge des Versorgens der Fertigungsanlagen mit Werkzeugen t ermittelt wird. Das Werkzeug t ist eines der zum Fertigen des Produkts s in den Fertigungsanlagen verwendeten Werkzeuge.
-
Es wird angenommen, dass das Produkt s von den Fertigungsanlagen a, b und c unter den folgenden Fertigungsbedingungen gefertigt wird:
- Die Fertigungsanlage a empfängt einen Befehl zum Fertigen von 600 Produkten s pro Tag, die Fertigungsanlage b empfängt einen Befehl zum Fertigen von 200 Produkten s pro Tag und die Fertigungsanlage c empfängt einen Befehl zum Fertigen von 800 Produkten s pro Tag.
-
In den Fertigungsanlagen a bis c ist die Höchstzahl von Werkzeugen t auf Lager auf 10 festgelegt.
-
Nun wird angenommen, dass drei Werkzeuge t in der Fertigungsanlage a gespeichert sind, zwei Werkzeuge t in der Fertigungsanlage b gespeichert sind und zwei Werkzeuge t in der Fertigungsanlage c gespeichert sind.
-
In Bezug auf die Verbrauchsgeschwindigkeit der Werkzeuge t wird angenommen, dass ein Werkzeug zum Fertigen von 200 Produkten s verbraucht wird. Das heißt die Verbrauchsgeschwindigkeit der Werkzeuge t beträgt 1/200.
-
Unter den Fertigungsbedingungen werden drei Werkzeuge t zum Fertigen von 600 Produkten s pro Tag in der Fertigungsanlage a verbraucht (600/200 = 3). In der Fertigungsanlage b wird ein Werkzeug t zum Fertigen von 200 Produkten s pro Tag verbraucht (200/200 = 1). In der Fertigungsanlage c werden vier Werkzeuge t zum Fertigen von 800 Produkten s pro Tag verbraucht (800/200 = 4).
-
Somit werden in der Fertigungsanlage a drei Werkzeuge t auf Lager in einem Tag verbraucht (3/3 = 1). In der Fertigungsanlage b werden zwei Werkzeuge t auf Lager in zwei Tagen verbraucht (2/1 = 2). In der Fertigungsanlage c werden zwei Werkzeuge t auf Lager in 0,5 Tagen verbraucht (2/4 = 0,5). Das heißt der Fertigungsanlage a gehen die Werkzeuge am nächsten Tag aus, der Fertigungsanlage b gehen die Werkzeuge zwei Tage später aus und der Fertigungsanlage c gehen die Werkzeuge am gleichen Tag aus.
-
Zum reibungslosen Fertigen von Teilen müssen die Fertigungsanlagen a bis c mit den Werkzeugen t versorgt werden, bevor die Werkzeuge ausgehen. Somit werden die Fertigungsanlage c, die Fertigungsanlage a und die Fertigungsanlage b sequentiell mit den Werkzeugen t in der Reihenfolge des absteigenden Vorrangs des Versorgens versorgt.
-
Dies entspricht dem folgenden Ausdruck (1):
-
Dabei ist M die Zahl von gefertigten Produkten gemäß dem Fertigungsbefehl pro Tag, N ist die aktuelle Zahl von Werkzeugen t auf Lager, P ist die Verbrauchsgeschwindigkeit der Werkzeuge t und Q ist ein Toleranzzeitraum, bis den Fertigungsanlagen die Werkzeuge ausgehen.
-
Somit ermittelt der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 den Toleranzzeitraum Q für jede der Fertigungsanlagen 11, wodurch der Vorrang für das Versorgen mit Nachschub ermittelt wird. Insbesondere ermittelt der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 vorzugsweise die Reihenfolge der Versorgung mit dem Nachschub auf der Basis der Zahl der in jeder der Fertigungsanlagen zu fertigenden Teile, der Zahl von in jeder der Fertigungsanlagen gespeichertem Nachschub und der Verbrauchsgeschwindigkeit von Nachschub in jeder der Fertigungsanlagen 11.
-
Ferner kann sich bei Eintreten einer unerwarteten Situation während des Fertigens der Produkte s in den Fertigungsanlagen a bis c, beispielsweise wenn ein Werkzeug t bricht, bevor den Fertigungsanlagen die Werkzeuge ausgehen, die Zahl von in den Fertigungsanlagen a bis c gespeicherten Werkzeugen t ändern. In diesem Fall wird die Reihenfolge der Versorgung mit den Werkzeugen t wie zuvor beschrieben ermittelt.
-
Insbesondere wird angenommen, dass die Fertigungsanlagen a, b und c die Produkte s unter den zuvor beschriebenen Fertigungsbedingungen fertigen. Das heißt wie zuvor beschrieben wird angenommen, dass drei Werkzeuge t in der Fertigungsanlage a gespeichert sind, zwei Werkzeuge t in der Fertigungsanlage b gespeichert sind und zwei Werkzeuge t in der Fertigungsanlage c gespeichert sind. Es wird angenommen, dass die Verbrauchsrate von Werkzeugen t 1/200 beträgt.
-
In der Fertigungsanlage a werden drei Werkzeuge t zum Fertigen von 600 Produkten s pro Tag verbraucht (600/200 = 3). In der Fertigungsanlage b wird ein Werkzeug t zum Fertigen von 200 Produkten s pro Tag verbraucht (200/200 = 1). In der Fertigungsanlage c werden vier Werkzeuge t zum Fertigen von 800 Produkten s pro Tag verbraucht (800/200 = 4).
-
Es wird aber angenommen, dass in der Fertigungsanlage a drei Werkzeuge defekt werden, bevor sie verbraucht sind. In diesem Fall ändert sich die Zahl von Werkzeugen t auf Lager von 3 zu 0 ausschließlich in der Fertigungsanlage a.
-
In der Fertigungsanlage a beträgt die Zahl von Werkzeugen t auf Lager 0 und somit gehen der Fertigungsanlage a in 0 Tagen die Werkzeuge aus (0/3 = 0). In der Fertigungsanlage b beträgt die Zahl von Werkzeugen t auf Lager 2 und somit gehen der Fertigungsanlage b in zwei Tagen die Werkzeuge aus (2/1 = 2). In der Fertigungsanlage c beträgt die Zahl von Werkzeugen t auf Lager 2 und somit gehen der Fertigungsanlage c die Werkzeuge in 0,5 Tagen aus (2/4 = 0,5). Das heißt der Fertigungsanlage a sind die Werkzeuge bereits ausgegangen, der Fertigungsanlage b gehen die Werkzeuge zwei Tage später aus und der Fertigungsanlage c gehen die Werkzeuge am gleichen Tag aus.
-
In diesem Fall werden die Fertigungsanlage a, die Fertigungsanlage c und die Fertigungsanlage b sequentiell mit den Werkzeugen t in der Reihenfolge des absteigenden Vorrangs des Versorgens versorgt.
-
Der Ausdruck (1) kann durch den folgenden Ausdruck (2) ersetzt werden:
-
Dabei ist R die Zahl von defekten Werkzeugen t (das heißt die Zahl von zu Verlust gegangenen Werkzeugen).
-
Insbesondere ermittelt der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 vorzugsweise die Reihenfolge der Versorgung mit dem Nachschub auf der Basis der Zahl der in jeder der Fertigungsanlagen 11 zu fertigenden Teile, der Zahl von in jeder der Fertigungsanlagen 11 gespeichertem Nachschub, die Zahl von Nachschubverlust und der Verbrauchsgeschwindigkeit von Nachschub in jeder der Fertigungsanlagen 11.
-
Ferner erfasst der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 vorzugsweise die Betriebsstatus der Fertigungsanlagen 11 in Echtzeit durch die erste Kommunikationsvorrichtung 20 und verwendet Informationen zu den Betriebsstatus, wenn die Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub wie zuvor beschrieben ermittelt wird.
-
Beispielsweise wird angenommen, dass die Fertigungsanlage a und die Fertigungsanlage b normal in Betrieb sind, während die Fertigungsanlage c stoppt. In diesem Fall gehen der gestoppten Fertigungsanlage c in einem normalen Betrieb am gleichen Tag die Werkzeuge aus. Die Fertigungsanlage c braucht aber eine Erholungszeit von zwei Tagen und somit gehen ihr drei Tage später die Werkzeuge aus. Wie zuvor beschrieben gehen der in Betrieb befindlichen Fertigungsanlage a am nächsten die Werkzeuge aus und der in Betrieb befindlichen Fertigungsanlage b gehen zwei Tage später die Werkzeuge aus.
-
In diesem Fall werden die Fertigungsanlage a, die Fertigungsanlage b und die Fertigungsanlage c sequentiell mit den Werkzeugen t in der Reihenfolge des absteigenden Vorrangs des Versorgens versorgt. Kurz gesagt wird die Reihenfolge der Versorgung der Fertigungsanlagen 11 mit Nachschub unter Berücksichtigung der Betriebsstatus der Fertigungsanlagen 11 ermittelt.
-
Im Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 der vorliegenden Ausführungsform wird der Bedarf des Versorgens mit Nachschub durch eine Überwachung ermittelt, ob jeder der Fertigungsanlagen 11 die Werkzeuge ausgegangen sind. Allerdings wird der Zeitablauf für das Ermitteln des Bedarfs des Versorgens der Fertigungsanlagen 11 mit Nachschub, das heißt eine Schwelle zum Ermitteln des Bedarfs des Versorgens, vorzugsweise optional im Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 von außerhalb der Anlagenverwaltungseinheit 14 festgelegt. Ferner wird vorzugsweise optional ein Volumen der Versorgung der Fertigungsanlagen 11 mit Nachschub festgelegt.
-
In der in 1 dargestellten Anlagenverwaltungseinheit 14 erfasst der Bestandsinformations-Verifizierungsteil 24 Bestandsinformationen zum Nachschub von der Speicheranlage 13 und speichert die Informationen im Speicherteil 26. Auf der Basis der Bestandsinformationen im Speicherteil 26 verifiziert der Bestandsinformations-Verifizierungsteil 24, ob die Speicheranlage 13 Nachschub für die Fertigungsanlagen 11 enthält, bei denen der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 zur Beurteilung kommt, dass sie ein Versorgen mit Nachschub brauchen. Wenn der Bestandsinformations-Verifizierungsteil 24 ermittelt, dass die Speicheranlage 13 nicht den Nachschub für die Fertigungsanlagen 11 enthält, wird das Fehlen von Nachschub in der Speicheranlage 13 aus der Anlagenverwaltungseinheit 14 nach außen, beispielsweise zur Produktionsplanungsvorrichtung 15, durch die zweite Kommunikationsvorrichtung 21 gemeldet.
-
Wenn ein Verifizierungsergebnis des Bestandsinformations-Verifizierungsteils 24 zeigt, dass die Speicheranlage 13 Nachschub für die Fertigungsanlagen 11 enthält, gibt der Transportbefehlsteil 25 einen Transportweg an, entlang dem der Nachschub sequentiell von der Speicheranlage 13 zu den Fertigungsanlagen 11 in der ermittelten Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub zur Transportanlage 12 transportiert wird.
-
In der Fertigungsanlage 16 ist eine Vielzahl von Wegen, die das Passieren der Transportanlage 12 und die Kreuzungen der Wege ermöglichen, zwischen den Fertigungsanlagen 11 sowie zwischen den Fertigungsanlagen 11 und der Speicheranlage 13 angeordnet. Im Speicherteil 26 der Anlagenverwaltungseinheit 14 werden Informationen umfassend die Positionen der Wege, die Positionen der Kreuzungen der Wege und die Installationspositionen der Fertigungsanlagen 11 und der Speicheranlage 13 vorab als Transportweginformationen gespeichert. Der Transportbefehlsteil 25 kann den aktuellen Transportstatus der Transportanlage 12 von der Transportanlage 12 durch die erste Kommunikationsvorrichtung 20 erfassen. Auf der Basis des Transportstatus und der vom Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 ermittelten Nachschubversorgungs-Reihenfolge sucht der Transportbefehlsteil 25 die Transportweginformationen für einen Transportweg zum sequentiellen Transportieren von Nachschub zu den Fertigungsanlagen 11 gemäß der Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub.
-
2 zeigt schematisch einen von der Anlagenverwaltungseinheit 14 angegebenen Transportweg zur Transportanlage 12. Wie in 2 dargestellt erfasst die Anlagenverwaltungseinheit 14 beispielsweise Nachschubinformationen zu den Fertigungsanlagen 11, den Transportstatus der Transportanlage 12 und Bestandsinformationen zur Speicheranlage 13 in Echtzeit. Die Anlagenverwaltungseinheit 14 ermittelt die Reihenfolge der Versorgung der Fertigungsanlagen 11 mit Nachschub auf der Basis der Versorgungsinformationen, plant den Transportweg P entsprechend der Reihenfolge der Versorgung auf der Basis der Reihenfolge der Versorgung, der Transportweginformationen und des aktuellen Transportstatus und gibt den Transportweg P zur Transportanlage 12 an. Ferner verifiziert die Anlagenverwaltungseinheit 14 auf Vorhandensein oder Fehlen eines Nachschubbestands auf der Basis der Bestandsinformationen zur Speicheranlage 13 vor einem Angeben des Transportweges P. Der Transportweg P in 2 ist rein exemplarisch und ändert sich gemäß der vom Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 ermittelten Versorgungsreihenfolge.
-
Nachfolgend ist das Verfahren der Anlagenverwaltungseinheit 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausführlich beschrieben. 3 zeigt ein Fließbild zur Darstellung eines Teils des Verfahrens der in 1 dargestellten Anlagenverwaltungseinheit 14. 4 zeigt ein Fließbild zur Darstellung des anderen Teils des Verfahrens. Die Abläufe in 3 und 4 sind über Verbindungen verbunden, die mit dem gleichen Buchstaben A bezeichnet sind. Kästchen mit gestrichelten Linien in 3 und 4 geben vom Anlageninformations-Sammelteil 22, Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23, Bestandsinformations-Verifizierungsteil 24, Transportbefehlsteil 25 und Speicherteil 26, die in 1 dargestellt sind, durchgeführte Abläufe an.
-
Zunächst sammelt in Schritt S11 von 3 der Anlageninformations-Sammelteil 22 der Anlagenverwaltungseinheit 14 Nachschubinformationen zu den Fertigungsanlagen 11 in Echtzeit. Anschließend speichert in Schritt S12 von 3 der Anlageninformations-Sammelteil 22 die Nachschubinformationen zu den Fertigungsanlagen 11 im Speicherteil 26. Danach wird in Schritt S13 von 3 ermittelt, ob der Anlageninformations-Sammelteil 22 die Nachschubinformationen zu allen Fertigungsanlagen 11 in der Fertigungsfabrik 16 gesammelt hat. Als ein Ergebnis der Ermittlung werden, wenn der Anlageninformations-Sammelteil 22 noch nicht die Nachschubinformationen zu allen Fertigungsanlagen 11 gesammelt hat, die Schritte S11 und S12 wiederholt. Wenn der Anlageninformations-Sammelteil 22 die Nachschubinformationen zu allen Fertigungsanlagen 11 gesammelt hat, fährt der Prozess mit Schritt S14 fort.
-
In Schritt S14 von 3 ermittelt der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 das Vorhandensein oder Fehlen der Fertigungsanlagen 11, die ein Versorgen mit Nachschub brauchen, auf der Basis der Nachschubinformationen zu den Fertigungsanlagen 11, wobei die Nachschubinformationen im Speicherteil 26 gespeichert sind. Als ein Ergebnis der Ermittlung meldet, wenn eine der Fertigungsanlagen 11 kein Versorgen mit Nachschub braucht, der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 in Schritt S15 von 3 der Produktionsplanungsvorrichtung 15 das Fehlen der Fertigungsanlagen 11, die ein Versorgen mit Nachschub brauchen. Danach schließt die Anlagenverwaltungseinheit 14 den Prozess ab. Beim Vorhandensein der Fertigungsanlagen 11, die ein Versorgen mit Nachschub brauchen, fährt der Prozess mit Schritt S16 fort.
-
In Schritt S16 von 3 ermittelt der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 die Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub (Vorrangreihenfolge der Versorgung) für alle Fertigungsanlagen 11, die eine Versorgung mit Nachschub brauchen. Anschließend speichert in Schritt S17 von 3 der Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 die Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub im Speicherteil 26. Das Verfahren zum Ermitteln der Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub wurde zuvor beschrieben.
-
Anschließend erfasst in Schritt S18 von 4 der Bestandsinformations-Verifizierungsteil 24 Bestandsinformationen zur Speicheranlage 13 von der Speicheranlage 13 und speichert die Informationen dann im Speicherteil 26. Danach verifiziert in Schritt S19 von 4 der Bestandsinformations-Verifizierungsteil 24 auf der Basis der Bestandsinformationen, ob die Speicheranlage 13 Nachschub für die Fertigungsanlagen 11, die eine Versorgung mit Nachschub brauchen, enthält. Als ein Ergebnis der Verifizierung meldet, wenn die Speicheranlage 13 keinen Nachschub für die Fertigungsanlagen 11, die eine Versorgung mit Nachschub brauchen, enthält, der Bestandsinformations-Verifizierungsteil 24 in Schritt S20 von 4 der Produktionsplanungsvorrichtung 15 das Fehlen von Nachschub für die Fertigungsanlagen 11 in der Speicheranlage 13. Somit kann eine Person in einem mit der Produktionsplanungsvorrichtung 15 ausgestatteten Büro schnell Maßnahmen ergreifen, um die Speicheranlage 13 mit Nachschub zu versorgen. Nach Schritt S20 schließt die Anlagenverwaltungseinheit 14 den Prozess ab. Wenn die Speicheranlage 13 Nachschub für die Fertigungsanlagen 11, die ein Versorgen mit Nachschub brauchen, enthält, fährt der Prozess mit Schritt S21 fort.
-
In Schritt S21 von 4 sucht der Transportbefehlsteil 25 nach einem Transportweg der Transportanlage 12 gemäß der Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub auf der Basis der im Speicherteil 26 gespeicherten Transportweginformationen, der Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub, des Transportstatus der Transportanlage 12 usw.
-
Insbesondere werden die Transportweginformationen vorab im Speicherteil 26 gespeichert. Das heißt Informationen zu den Positionen der Wege, die das Passieren der Transportanlage 12, und den Positionen der Kreuzungen der Wege in der Fertigungsfabrik 16 werden als die Transportweginformationen gespeichert. Im Speicherteil 26 wird die Reihenfolge der Versorgung mit Nachschub für die Fertigungsanlagen 11 ebenfalls gespeichert, wobei die Reihenfolge vom Nachschubversorgungs-Ermittlungsteil 23 ermittelt wird. Der Transportbefehlsteil 25 sucht die Transportweginformationen für einen Transportweg, entlang dem die Transportanlage 12 sequentiell Nachschub von der Speicheranlage 13 zu den Fertigungsanlagen 11 in der im Speicherteil 26 gespeicherten Nachschubversorgungs-Reihenfolge bewegt.
-
Ferner erfasst der Transportbefehlsteil 25 einen Transportstatus von der Transportanlage 12 in Echtzeit und speichert den Status im Speicherteil 26. Der Transportstatus umfasst Informationen zur aktuellen Position der Transportanlage 12. Dies ermöglicht dem Transportbefehlsteil 25 das Orten der Transportanlage 12, wenn die Transportanlage 12 nicht in der Speicheranlage 13 angeordnet ist, sondern auf einem Weg zwischen der Speicheranlage 13 und einer der Fertigungsanlagen 11. Da der Transportstatus Informationen wie das Vorhandensein oder Fehlen von Nachschub auf der Transportanlage 12 und die Arten von Nachschub umfasst, kann der Transportbefehlsteil 25 ebenfalls ermitteln, ob die Transportanlage 12 Nachschub für die Fertigungsanlagen 11 transportiert, die eine Versorgung mit Nachschub brauchen. Wenn ermittelt wird, dass die Transportanlage 12 Nachschub zum Versorgen der Fertigungsanlagen 11 aufweist, sucht der Transportbefehlsteil 25 die Transportweginformationen für einen Transportweg, entlang dem sich die Transportanlage 12 sequentiell von einer aktuellen Position zu den Fertigungsanlagen 11 gemäß der Transportreihenfolge von Nachschub bewegt. Wenn ermittelt wird, dass die Transportanlage 12 keinen Nachschub zum Versorgen der Fertigungsanlagen 11 aufweist, sucht der Transportbefehlsteil 25 die Transportweginformationen für einen Transportweg, entlang dem sich die Transportanlage 12 von der aktuellen Position zu den Fertigungsanlagen 11 durch die Speicheranlage 13 gemäß der Transportreihenfolge von Nachschub bewegt.
-
Anschließend überträgt der Transportbefehlsteil 25 in Schritt S22 von 4 einen Transportbefehl an die Transportanlage 12, um anzugeben, dass Nachschub entlang des ermittelten Transportwegs zu transportieren ist. In den Fertigungsanlagen 11, zu denen Nachschub transportiert wurde, erhöht die Versorgung mit Nachschub die Zahl von Nachschub auf Lager, wodurch sich die Nachschubinformationen ändern. Somit meldet in Schritt S23 von 4 der Transportbefehlsteil 25 der Produktionsplanungsvorrichtung 15 die geänderten Nachschubinformationen. Ferner speichert der Transportbefehlsteil 25 die geänderten Nachschubinformationen im Speicherteil 26. Die Anlagenverwaltungseinheit 14 schließt anschließend den Prozess ab.
-
Wie zuvor beschrieben sammelt die Anlagenverwaltungseinheit 14 der vorliegenden Ausführungsform die Verbrauchsstatus von Nachschub wie Werkstücke, Werkzeuge und Öle, der in den Fertigungsanlagen 11 verwendet wird, in Echtzeit von den in der Fertigungsfabrik 16 errichteten Fertigungsanlagen 11. Dies identifiziert, welche der Fertigungsanlagen 11 ein schnelles Versorgen mit Nachschub in der Fertigungsfabrik brauchen. Zusätzlich muss ein Bediener nicht den Bedarf des Versorgens der Fertigungsanlagen mit Nachschub ermitteln.
-
Ferner verwaltet die Anlagenverwaltungseinheit 14 gemeinsam die Verbrauchsstatus von Nachschub für die Fertigungsanlagen 11, wodurch die Vorrangreihenfolge der Versorgung der Fertigungsanlagen 11, die eine Versorgung mit Nachschub brauchen, ermittelt wird. Die Fertigungsanlagen 11 werden automatisch mit Nachschub gemäß der Vorrangreihenfolge versorgt und können somit effizient mit Nachschub versorgt werden.
-
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist die Fertigungsanlage 11 eine Fertigungslinie oder eine Fertigungszelle umfassend die Maschine 19-1 bis 19-n. Die Fertigungsanlage 11 gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine einzelne Maschine oder ein einzelnes Maschinensystem sein. Das heißt eine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbare Fertigungsanlage kann wenigstens eine mit Nachschub versorgte Maschine umfassen.
-
Wirkung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung kann die Verbrauchsstatus von Nachschub für die Fertigungsanlagen in der Fertigungsfabrik sammeln und gemeinsam die Verbrauchsstatus verwalten. Dies kann identifizieren, welche der Fertigungsanlagen ein schnelles Versorgen mit Nachschub in der Fertigungsfabrik brauchen. Ferner kann die Anlagenverwaltungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorrangreihenfolge der Versorgung der Fertigungsanlagen, die eine Versorgung mit Nachschub brauchen, ermitteln und automatisch die Fertigungsanlagen mit Nachschub gemäß der Vorrangreihenfolge versorgen. Dies kann die Fertigungsanlagen effizient mit Nachschub versorgen. Zusätzlich muss ein Bediener nicht den Bedarf des Versorgens der Fertigungsanlagen mit Nachschub ermitteln.